Bioactive Materials
双层血管移植物通过释放NO和H2S实现促内皮化、抗血栓、抗炎和抗钙化
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该研究开发了一种新型双层血管移植物，分别负载SCC和KSN，通过持续释放NO和H2S，有效促进快速内皮化并抑制血管平滑肌细胞的过度增殖与迁移，从而显著改善小直径血管移植物的长期通畅性。研究还发现NO和H2S通过调节PI3K-AKT信号通路、细胞黏附、凋亡和细胞骨架重组等机制协同作用，为组织工程血管移植物的临床应用提供了新的策略。
文献概述
本文《Bilayer vascular grafts separately loaded with sodium copper chlorophyllin and keratin-based hydrogen sulfide donor with pro-endothelialization, anti-thrombogenicity, anti-inflammation, and anti-calcification properties》，发表于《Bioactive Materials》杂志，回顾并总结了小直径血管移植物（SDVGs）在临床应用中面临的血栓、炎症、内膜增生和钙化等挑战，并提出了一种双层结构设计，利用NO和H2S协同释放机制，显著提升移植物的生物相容性和功能稳定性。
背景知识
小直径血管移植物（SDVGs）在治疗心血管疾病中具有重要应用，但其在植入后常因内皮化延迟、血栓形成、慢性炎症和钙化等问题导致移植失败。天然血管具有三层结构，其中内膜由血管内皮细胞（VECs）构成，中膜富含平滑肌细胞（VSMCs），外膜则提供结构支撑。VECs通过分泌NO调节血管张力、抗血小板聚集和抗炎反应，而VSMCs则通过H2S分泌发挥类似保护作用。NO和H2S的协同作用在血管功能调控中具有重要作用，但目前关于双气体分子在血管组织工程中的应用研究仍较为稀缺。本文通过电纺技术构建具有梯度孔隙结构的双层移植物，内层负载SCC以催化NO释放，外层负载KSN以响应释放H2S。该设计旨在模拟天然血管的微环境，促进快速内皮化并抑制VSMCs的合成表型转化，从而减少内膜增生和钙化风险。RNA测序进一步揭示了NO和H2S通过多条信号通路调控VECs和VSMCs功能，为开发新型血管组织工程材料提供了理论依据。
研究方法与实验
研究团队采用静电纺丝技术制备了双层血管移植物，内层为PLCL/SCC，外层为PLCL/KSN。通过调控纺丝流速控制孔隙大小，防止VSMC向内层迁移。SCC在血液中催化NO释放，而KSN则在GSH存在下响应性释放H2S。通过SEM、XPS、孔隙率、亲水性及降解性等材料特性评估，结合HUVECs和HUASMCs的共培养体系，评估细胞增殖、迁移、骨架重构及表型转化。此外，研究还通过RNA测序分析NO和H2S对基因表达的调控，并在大鼠腹主动脉置换模型中验证移植物的体内性能。
关键结论与观点
研究意义与展望
该研究为小直径血管移植物的长期通畅性问题提供了新的解决方案，通过双气体分子的协同释放，有效调控血管细胞功能并抑制病理性重塑形。未来研究可进一步优化气体释放动力学，探索其在大型动物模型中的长期性能，并评估其在临床转化中的潜力。
结语
本研究成功构建了一种具有NO和H2S协同释放功能的双层小直径血管移植物，显著提升了其生物相容性、抗血栓性、抗炎性和抗钙化性。通过调控HUVECs和HUASMCs的生物学行为，该设计有效促进快速内皮化并抑制病理性增生，为组织工程血管移植物的临床应用提供了理论基础和实验支持。该研究不仅揭示了NO和H2S在血管重塑过程中的多效调控机制，也为下一代生物活性血管移植物的设计提供了新思路。
